La tecnología RFID para la gestión ágil y eficaz de activos en la red de suministros

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(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA “La tecnología RFID para la gestión ágil y eficaz de activos en la Red de suministros.” Autor: Yaily Fernández Arteaga. Tutor: Msc. Samuel Montejo Sánchez.. Santa Clara 2010 "Año 52 de la Revolución".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA “La tecnología RFID para la gestión ágil y eficaz de activos en la Red de suministros.” Autor: Yaily Fernández Arteaga. [email protected]. Tutor: Msc. Samuel Montejo Sánchez. Profesor Asistente del departamento de Telecomunicaciones de la facultad de Ingeniería Eléctrica, e-mail: [email protected]. Co-tutora: Elenis Gorrita Michel. Ejecutora de Informática de TRD, e-mail: [email protected] Santa Clara 2010 "Año 52 de la Revolución.".

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) i. PENSAMIENTO. "Gran ciencia es ser feliz, engendrar la alegría, porque sin ella toda existencia es baldía." Ramón Pérez de Avala.

(5) ii. DEDICATORIA. A mi familia, hermano y todas las personas que han depositado en mi sueño de convertirme en una profesional de las ciencias toda su esperanza y confianza. Especialmente a mis padres que han decidido ser el pedestal que nos brinda apoyo a mi hermano y a mí para escalar la elevada y difícil montaña de los triunfos. A ellos porque han sido ejemplo e inspiración, a ellos porque les debo todo. A Iosvani, mi novio, que ha sido mi fuerza, ha sufrido mis penas, ha festejado mis triunfos y alegrías como propios. Sobre todas las cosas por su dedicación que nos ha llevado a fundirnos en un sólo ser..

(6) iii. AGRADECIMIENTOS A todos mis profesores que cada uno con sus particularidades han sido fuente de luz, guía e inspiración para llegar a este momento y han incidido directamente en mi formación profesional. A mi tutor Samuel y co-tutora Elenis que me han apoyado incondicionalmente durante el proceso de la tesis, profundizándose una buena amistad que había surgido desde sus inicios como profesor de nuestro grupo. Por haberme acogido cariñosamente en su casa donde les ocasioné tantas molestias y siempre hubo sólo buenas atenciones. Por ser ejemplo de profesionales y personas, sobre todo por poder decir hoy que no hubiera deseado encontrarme con mejores personas durante esta difícil etapa. A mis compañeros de aula y amigos, especialmente a Yohanna, Melba, Indira M., Jorge L., Lisbey, Yusniel y Arian por haber sido siempre apoyo cuando fue necesario. Por todos los momento buenos y malos que compartimos juntos. Por sus particularidades, que al tener que convivir con ellas han enriquecido mi modo de ver la vida haciéndome una mejor persona y me han enseñado que los amigos no son sólo los que son como uno los desea sino los que uno llega a querer a pesar de las diferencias y están siempre ahí cuando más los necesitamos. A Ailín que a pesar de no graduarse hoy con nosotros tras haberse apartado por su embarazo en tercer año supo ser una gran amiga, riendo conmigo cuando estaba alegre, dándome fuerzas cuando estaba triste y cuidándome cuando estaba enferma. A Lázaro por estar siempre que lo necesité durante los primeros años. Por su apoyo, los buenos momentos y las experiencias adquiridas. A Dayesi porque a pesar de habernos conocido casi al final de este camino ha sido una amiga especial y se ha ganado un lugar en mi corazón. A Dayana, Ledys, Anabel y Yiana por ser de esas amigas que aunque nunca nos vemos sabemos que están ahí y podemos contar con ellas cuando lo necesitemos. Por haber mantenido viva una amistad del Pre Universitario. A Dairon y Yaimí por ayudarme con las materias que tuve que aprender durante la tesis, por su tiempo a pesar de tener poco y su dedicación. A Luc por dedicarme parte de su tiempo y ayudarme en lo que le fue posible durante la tesis, pero sobre todo por haberse convertido en un gran amigo en tan poco tiempo. A Addiel porque detrás de su fachada se esconde un amigo sincero y muy lindos sentimientos..

(7) iv A Iosvani por estar siempre a mi lado, por su apoyo, su ternura, su amor y todos los momentos que hemos vivido juntos. Por haberme ayudado en el cumplimiento de este proyecto tan importante. Por ser mi fuente de luz, mi refugio, por quererme tal como soy. En fin por ser simplemente él y haber aparecido en mi vida. A Rosa, Robertico, Eduardito y toda la familia de Iosvani, por su cariño y ternura. Por cuidarme cuando he estado enferma, por apoyarme en los momentos difíciles, por guiarme y aconsejarme. En fin por convertirse en mi otra familia. A mi hermano porque a pesar de ser tan diferentes somos uno al surgir de los mismos seres y nos amamos y cuidamos como tal. Por procuramos la felicidad del otro como si procuráramos la nuestra. Especialmente a mis padres por ser todo en mi vida, por ser tan especiales que no tengo palabras para agradecerles, porque les debo todo y no me cansaré de decirlo. Porque son mi motivo más fuerte para estar titulándome hoy aquí..

(8) v. TAREA TÉCNICA  Estudiar las características de las tecnologías, procedimientos y métodos actuales para la gestión de activos y el proceso de inventariado.  Estudiar los sistemas de identificación por radio frecuencia dada las potencialidades que brinda esta tecnología para la gestión de activos, teniendo en cuenta: la frecuencia de operación, la potencia utilizada, el tipo de dispositivo móvil y la capacidad de lectura/escritura de las etiquetas empleadas, para luego seleccionar los modelos más apropiados atendiendo a la aplicación y al entorno de trabajo.  Conformar una base de datos que recoja los datos principales de los activos a gestionar.  Crear un método o módulo que permita la utilización de la información exportada de la tecnología de identificación, por la base de datos.  Desarrollar simulaciones que permitan comprobar el correcto funcionamiento de la base de datos y el método anterior.  Realizar pruebas experimentales que demuestren la fiabilidad de los diferentes módulos de la aplicación.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(9) vi. RESUMEN. Ante las deficiencias del generalizado código de barras para brindar nuevas posibilidades en aras de agilizar los procesos logísticos e inventarios, ha surgido la posibilidad del empleo en el mercado de tecnologías emergentes como RFID. La presente investigación se enfoca a estudiar las características de los procesos mencionados buscando una solución a sus deficiencias con el empleo de esta tecnología de autoidentificación, realizando un análisis de las potencialidades de la misma favorables a dichos procesos. Abarca un estudio del espectro de frecuencias en conjunto con el MIC para la selección de una frecuencia permitida. Contiene el diseño de un parser, una base de datos y una interfaz de usuario, convergiendo hacia una guía de implementación de la aplicación. Los módulos diseñados se prueban experimentalmente brindando resultados satisfactorios, los que se analizan detalladamente para concluir que el empleo de la tecnología RFID agiliza los procesos en la red de suministros, garantiza el retorno de la inversión, reduce a largo plazo los costos de identificación, permite la detección temprana de anomalías y reduce el tiempo de los procesos de inventario..

(10) vii. TABLA DE CONTENIDOS PENSAMIENTO .....................................................................................................................i DEDICATORIA .................................................................................................................... ii AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii TAREA TÉCNICA ................................................................................................................. v RESUMEN ............................................................................................................................vi TABLA DE CONTENIDOS ............................................................................................... vii INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 Organización del informe ................................................................................................. 3 CAPÍTULO 1.. Aspectos generales sobre la tecnología RFID. .......................................... 5. 1.1. Estado del arte de la tecnología RFID. ................................................................. 5. 1.2. Características técnicas de la tecnología RFID. .................................................. 8. 1.3. Componentes de la tecnología RFID. ................................................................... 8. 1.3.1 Etiquetas................................................................................................................. 8 1.3.2 Lectores. ............................................................................................................... 11 1.4. Bandas de frecuencia para la tecnología RFID. ................................................ 13. 1.4.1 Sistemas a 13.56 MH. .......................................................................................... 13 1.4.2 Sistema RFID en la banda de UHF de 400 a 1000 MHz. .................................... 14 1.4.3 Sistemas RFID a 2.45 GHz. ................................................................................. 15 1.5. Comparación con otros sistemas de identificación. .......................................... 16. 1.6. Regulaciones globales del espectro y estándares para el empleo de la. tecnología RFID. ............................................................................................................. 17 1.7. Regulaciones del país para el espectro. .............................................................. 19. 1.8. Antecedentes del uso de RFID para agilizar la gestión de activos. .................. 19.

(11) viii CAPÍTULO 2. 2.1. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación. .............................. 23. En qué consiste la aplicación. .............................................................................. 23. 2.1.1 Bloque de hardware o nivel físico. ..................................................................... 24 2.1.2 Bloque de Software. ........................................................................................... 30 2.2. Diseño del entorno de trabajo. ............................................................................ 34. 2.3. Diseño de la red de distribución de la tecnología. ............................................. 35. 2.4. Descripción del fenómeno a captar. .................................................................... 37. CAPÍTULO 3. 3.1. Resultados de las simulaciones. .............................................................. 39. Descripción de los módulos de diseñados. .......................................................... 39. 3.1.1 Parser. ................................................................................................................. 40 3.1.2 Base de datos e interfaz de usuario..................................................................... 41 3.2. Simulación de cada módulo independiente. ....................................................... 42. 3.2.1 Resultados del Parser. ......................................................................................... 42 3.2.2 Resultados de la actualización y encuestas a la base de datos a través de la interfaz de usuario. ........................................................................................................ 46 3.3. Análisis de los resultados. .................................................................................... 54. 3.3.1 Conclusiones del capítulo. .................................................................................. 55 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 57 Conclusiones .................................................................................................................... 57 Recomendaciones ............................................................................................................ 58 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 60 ANEXOS .............................................................................................................................. 63 Anexo A.. Especificaciones de la tecnología RFID. .................................................. 63. Anexo A.1 En el se registran las bandas de frecuencia en las que operan los sistemas RFID. 63.

(12) ix Anexo B.. Diseño de la aplicación. ............................................................................. 65. Anexo B.1 Pasos para la selección de las etiquetas según la aplicación. ..................... 65 Anexo B.2 Tabla de la base de datos de la aplicación. ................................................. 66 Anexo B.3 Plano de la vista superior del entorno de trabajo diseñado. ....................... 67 Anexo B.4 Diseño de la red tecnológica para la banda HF. ......................................... 68 Anexo B.5 Diseño de la red tecnológica para la banda UHF. ...................................... 69 Anexo C.. Resultados de la aplicación....................................................................... 70. Anexo C.1 Fichero XML PMLCore (Mayank, 2010). ................................................. 70 Anexo C.2 Código de la aplicación. ............................................................................. 70 Anexo C.3 Encuestas predeterminadas a la base de datos a través de la interfaz de usuario. .......................................................................................................................... 70 Anexo D.. Resoluciones. ................................................................................................ 72. Anexo D.1 RESOLUCION No. 31 /2002 (emitida por el Ministerio de las Informática y las Comunicaciones). ................................................................................................. 72 Anexo D.2 RESOLUCION No. 32 /2008 (emitida por el Ministerio de las Informática y las Comunicaciones).(...) ........................................................................................... 72.

(13) Introducción.. 1. INTRODUCCIÓN. Los procesos logísticos abarcan desde la fabricación hasta la distribución de activos por los puntos de venta de la red de suministros. Han surgido conceptos aplicables a la logística y al comercio como el de trazabilidad, que se entiende como el seguimiento o rastreo del producto, procedimientos preestablecidos y autosuficientes que permiten conocer la historia, ubicación y trayectoria de un producto o lote de productos a lo largo de la cadena de suministros en un momento dado, utilizando herramientas determinadas. Este concepto permite identificar en los productos el origen de sus componentes, historia de los procesos aplicados al producto y la distribución y localización después de su entrega. El concepto de trazabilidad está asociado a procesos productivos modernos y productos de mayor calidad (Wikipedia, 2009). En la actualidad se le brinda gran interés al punto de la definición de trazabilidad relacionado con la distribución, gestión y localización de activos en mercados, el cual es el punto de partida de la presente investigación. Los procesos de gestión de activos e inventarios existentes en la red de suministros son demorados e ineficientes, uniéndose el hecho del aumento de la actividad en la red de suministros en los tiempos modernos y el surgimiento de novedosas tecnologías de autoidentificación, que han llevado a la búsqueda de una solución factible para agilizar dichos procesos. Dentro de las tecnologías existentes para transmitir de forma estandarizada la historia de un producto tras su paso por la cadena de suministros para su gestión, se destacan el código de barras (GS1-128) que domina el mercado y RFID (código EPC) (Bottani, APRIL 2008), (Wikipedia, 2009) afianzándose en el mercado al superar limitaciones del código de barras como la necesidad de visibilidad directa entre el código y el escáner..

(14) Introducción.. 2. La tecnología RFID posee potencialidades suficientes para el diseño de un sistema de gestión automática de activos, compuesto por módulos de la identificación de activos, sistemas de captura de datos y softwares para la gestión de los mismos. El desarrollo de la presente investigación propiciará una mejor comprensión de la tecnología RFID pues contendrá un estudio del estado del arte de la misma. Además se verá qué importancia tiene y cómo agiliza los procesos de gestión y control en la red de suministros. Optimizará también los recursos para la realización de inventarios, ya que se reducirán los requerimientos de tiempo y personal para este proceso. Además de no requerir recursos adicionales a los que se poseen lo cual la hace totalmente viable. En la investigación podrán encontrar los desarrolladores de sistemas de gestión de activos, un innegable valor teórico para el diseño de aplicaciones con este fin en entidades comerciales. Los resultados y conclusiones de la investigación serán de suma importancia para la red de suministros, puesto que los mismos poseen aplicación práctica en empresas y centros de corte comercial, que posean almacenes y pisos de venta, garantizando en estas procesos de inventariado y control de activos automáticos más eficientes y seguros. Se obtendrán módulos que podrán ser empleados por investigaciones futuras para la elaboración de aplicaciones capaces de gestionar automáticamente activos en el interior de centros destinados a la logística y el comercio. Mejorando especialmente los procesos de inventarios y conteo de activos. En fin se reducirán considerablemente los gastos de recursos humanos, monetarios y tiempo que estos procesos requieren en la actualidad, además de la mejora en la calidad del servicio brindado. Lo antes expuesto acarreó la siguiente situación del problema: ¿Cómo agilizar la gestión de activos y el proceso de inventariado en las tiendas de la red de suministro? Solucionando esta situación se mejorará la calidad del servicio de las entidades destinadas a la logística. En la búsqueda de una solución al problema existente se seguirán los siguientes objetivos: Objetivo General:  Diseñar una aplicación que de modo automático brinde la posibilidad de gestionar activos y la realización de inventarios ágiles y confiables..

(15) Introducción.. 3. Objetivos Específicos  Estudiar el estado del arte de la tecnología RFID como solución para agilizar la gestión de activos en la red de suministros por poseer características que se adecuan a las exigencias de la aplicación.  Importar los datos desde el la tecnología de identificación empleada de modo que sea comprensible por la base de datos.  Realizar encuestas a la base de datos que permitan la gestión de artículos, así como el proceso de inventariado de manera automática.  Valorar a partir de los resultados de simulaciones el desempeño y la funcionalidad de la aplicación. Interrogantes Científicas  ¿Por qué es necesario agilizar y confiabilizar la gestión de activos en la red de suministros, atendiendo a las fallas de estos procesos sin automatizar?  ¿Qué tecnología emplear para perfeccionar el desempeño de las entidades que requieran de estos procesos?  ¿Cómo garantizar la conexión de la tecnología de identificación y el software empleado?  ¿Qué posibilita la importación de la información brindada por la tecnología para su utilización en la base de datos?  ¿Cuáles son las encuestas necesarias para un adecuado desempeño de la aplicación?  ¿Cómo validar la efectividad de los módulos de la aplicación? Organización del informe El informe está compuesto por introducción, capitulario, conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos. En la introducción se plasmará la actualidad, importancia, necesidad y surgimiento del tema de la investigación. Además de los objetivos propuestos y la necesidad de su seguimiento por futuras investigaciones. El capitulo 1 reflejará un estudio del estado del arte de la tecnología RFID haciendo especial énfasis en.

(16) Introducción.. 4. sus componentes. Además de un análisis de los estándares y regulaciones existentes tanto nacionales como internacionales en materia del uso del espectro de frecuencias para la transmisión por Dispositivos de Corto Alcance. El capitulo 2 brindará una descripción de la aplicación propuesta a ser objeto de investigaciones futuras partiendo de los módulos que se diseñarán durante la investigación. Describirá cada uno de los módulos en correspondencia con el nivel al que pertenecen en analogía con otros sistemas de referencia. Visualizará el diseño de un entorno de trabajo, la red de distribución de la tecnología RFID, los requerimientos de lectores y el proceso para elegir las componentes adecuadas. En el capitulo 3 se realizarán pruebas experimentales de los módulos de modo independiente para comprobar su correcto funcionamiento. Se valorará el desempeño y funcionalidad de la aplicación y se analizarán los resultados obtenidos. Las conclusiones serán el fruto de un análisis crítico de los resultados en comparación con los objetivos propuestos. A partir de las mismas y los aspectos que por cuestiones de tiempo no se pudieron analizar en la presente investigación se ofrecerán recomendaciones. Siguiendo las normas y regulaciones existentes las referencias bibliográficas listarán el conjunto de bibliografías consultadas. Los anexos estarán compuestos por tablas, documentos, figuras y gráficos que por su amplitud no fueron mostrados en el capitulario pero su empleo es indispensable para la investigación..

(17) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 5. CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 1.1. Estado del arte de la tecnología RFID.. La tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID) posee un esquema de funcionamiento muy sencillo, que puede ofrecer variadas utilidades en función del software que lleve asociado y la creatividad de quien la utilice (Elicegui). En la actualidad esta tecnología es utilizada en aplicaciones médicas, automovilísticas, gasolineras y logística. Constituyendo esta última el punto de partida de la presente investigación. Aunque cada aplicación posee características que las diferencia del resto, el principio de funcionamiento es común y está determinado por el funcionamiento de la propia tecnología; la identificación de cada elemento como único en un sistema. A mediados de la década de los 60 (Casanovas, 2005) el uso de la tecnología RFID estaba enfocado al empleo de sus componentes en sistemas que trabajan con bajos niveles de datos. En nuestros días este hecho ha cambiado, pues su uso en la cadena de suministros promete su aplicación en sistemas donde se manejan grandes volúmenes de datos (IEEE (Dr. C. J. Reddy), los cuales serán empleados y procesados por los módulos de la aplicación a la que pertenezcan. Para ello, se está trabajando sobre de la creación de un software óptimo que actúe como capa intermedia entre los datos exportados por la tecnología RFID y el software de la aplicación (Tabernilla, 2006), (GIL TOBON, 2006). Investigaciones sobre el tema. La. tecnología RFID posee importantes funcionalidades y es empleada en diferentes. campos, fundamentalmente por la versatilidad de sus características. Sobre el empleo de esta en diversas aplicaciones existen las más variadas investigaciones, dirigidas actualmente a inventarios y control de activos en la cadena de suministros. Marcas como.

(18) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 6. Codorniu han experimentado de manera satisfactoria desde el año 2004 el uso de esta tecnología en toda su cadena de fabricación y distribución. Un desarrollo acelerado de la misma ha acarreado que la tecnología RFID haya ganando un amplio terreno en el mercado mundial en los últimos años. Como se evidencia en la figura 1.1 muchos son los sectores que se han beneficiado con la incursión de nuevos sistemas de identificación basados en la tecnología RFID por ejemplo el transporte, las tarjetas inteligentes, expedición de tickets, control de acceso, identificación de contenedores, medicina y la industria del automóvil.. Figura 1.1: Estadística sobre la situación de la demanda de sistemas de RFID (Casanovas, 2005).. Infinitas aplicaciones como el control de acceso a edificios, hoteles y despachos, el rastreo e identificación de animales perdidos, el control de stocks e identificación de materiales, la identificación y control de equipajes en los aeropuertos, la reducción de colas al pasar por caja y el control de boletos en el transporte público podrían mencionarse como muestra del amplio abanico de aplicaciones de los sistemas RFID. Algunas de estas aplicaciones constituyen antecedentes indiscutibles por sus características de localización, sistemas de cobro y control, del empleo de la tecnología RFID en la gestión ágil de activos por lo cual serán descritas a continuación. Control de accesos. Estos sistemas llevan varios años usándose en empresas o recintos, para controlar el acceso a sus instalaciones. También suelen usarse para el acceso a parkings. Estas tarjetas son cada vez más funcionales, restringiendo no sólo el acceso a distintas zonas de la empresa, sino también a máquinas expendedoras. Además de su empleo para pagos pequeños, por ejemplo en cafeterías (Casanovas, 2005) (Bhatt, January 2006)..

(19) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 7. Identificación de equipajes en el transporte aéreo. Esta aplicación reduce tiempo y costes de procesos inherentes a los vuelos. El equipaje es direccionado mediante sensores, que detectan el transponder con la información del avión en el cual tiene que ser cargado. Estos sistemas de identificación hacen los procesos menos propensos a posibles pérdidas. Los mismos operan a 13,56 MHz fundamentalmente, como el instalado por los aeropuertos de Manchester y Munich en 1999, en acuerdo con la compañía aérea British Airways (Casanovas, 2005). Industria automovilística. A principios de los 90 aparecieron los sistemas RFID en el sector de la seguridad en automóviles. Estos fueron destinados inicialmente a la inmovilización del motor de los automóviles como un adelanto importante en la seguridad de los vehículos ante posibles robos. Luego se diseñó un sistema que inmovilizaba el vehículo y bloqueaba sus puertas a través de un mando. La última de estas aplicaciones son las tarjetas identificadoras que permite desbloquear las puertas del auto sin necesidad de introducir ninguna llave (Casanovas, 2005). Comercio a distancia El comercio a distancia hace los sistemas de pago mucho más cómodos tanto para el cliente como para la estación de servicio, el cliente paga con su teléfono móvil o con una llave especial. En este sistema se asocian las etiquetas a una tarjeta de crédito (ninguna guarda esta información) que al pasar cerca del lector es identificada, se verifica la autenticidad del transponder y se pide permiso para la transacción. Existen dos métodos fundamentales, el “Token” y el “Manos Libres” (Casanovas, 2005). Logística y comercio. Se intenta aplicar los sistemas RFID en todos los procesos industriales, enfatizándose en procesos logísticos(Bottani, APRIL 2008), creándose de este modo el concepto de trazabilidad. Así el usuario puede conocer, en el punto final de venta o en cualquier otro intermedio, toda la historia anterior del producto, así como los procesos de manufacturación por los que ha pasado. Esto resulta, sin duda, un avance para este sector,.

(20) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 8. que ninguna otra tecnología había aportado hasta este momento (Defense), (Bhatt, January 2006). 1.2. Características técnicas de la tecnología RFID.. Un sistema RFID (de sus siglas en ingles Radio Frequency IDentification) es una tecnología inalámbrica de comunicación por radiofrecuencia (Yifeng Han, 2004), (Bottani, APRIL 2008), (Lahiri, 2005) entre dos puntos: el tag, etiqueta o transponder, y el lector, interrogador o reader. Mediante la comunicación estos sistemas permiten almacenar y procesar información contenida en la memoria de sus etiquetas. Esta información puede ir desde un Bit hasta KBytes, dependiendo principalmente del sistema de almacenamiento que posea el transponder (Tabernilla, 2006). Los sistemas RFID constituyen una de las alternativas que han surgido al GPS en la localización en interiores (Tabernilla, 2006). Esta tecnología es fundamentalmente usada para identificar, rastrear y organizar una gran variedad de objetos (GIL TOBON, 2006). Debido a su abaratamiento y a sus grandes avances, actualmente está recibiendo una especial atención en campos industriales. Por ese motivo aparecen continuos estándares, aplicaciones e innovaciones en este sentido (Casanovas, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009). 1.3. Componentes de la tecnología RFID.. La comunicación en un sistema RFID se da entre un lector y una etiqueta a través de un canal inalámbrico de comunicación (Yifeng Han, 2004), los cuales constituyen los componentes fundamentales de dicha tecnología siendo descritos a continuación. 1.3.1 Etiquetas. Una etiqueta también conocida como transponder (TRANSporter and resPONDER) está compuesta por dos elementos fundamentales: un microchip y una antena (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008). El microchip almacena un número de identificación como una especie de matrícula única y la antena es empleada para la comunicación. Existen varios esquemas propuestos para estos números de identificación, pero el más popular de ellos es el código electrónico de producto (de sus siglas en inglés.

(21) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 9. EPC: Electronic Product Code), diseñado por Auto-ID Center (Bottani, APRIL 2008). Estas etiquetas pueden adherirse a cualquier producto e incluso se están desarrollando algunas tan pequeñas que pasarían inadvertidas en los objetos a identificar (Casanovas, 2005), (GIL TOBON, 2006), (Elicegui), (Bhatt, January 2006). Clasificación de las etiquetas según la fuente de alimentación. . Las etiquetas pasivas no necesitan baterías adicionales pues se alimentan de la. energía del campo generado por el lector. La comunicación de las mismas se ve limitada de 4 a 5m máximo en algunos casos (GIL TOBON, 2006). Estas etiquetas suelen tener tiempo de vida ilimitado y bajos costos como resultado de no requerir baterías adicionales para su funcionamiento (Pettinari, January, 2005 – December, 2007 ), (Bhatt, January 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008). . Las etiquetas semi-pasivas (asistida por batería) no poseen un transmisor integrado. por lo que están obligadas a usar el campo del lector para comunicarse con él, pero a diferencia de las pasivas sí tienen baterías incluidas para proveer de energía el chip para el resto de sus funciones. Esto les permite trabajar con una señal mucho más baja del lector, que da como resultado el incremento de las distancias de hasta 100 metros (GIL TOBON, 2006). Estas son un poco más caras que las pasivas y su tiempo de vida está limitado por las baterías pero permiten realizar funciones más complejas de criptografía (Bhatt, January 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008). . Las etiquetas activas son dispositivos con baterías auxiliares y un transmisor. incluido. Estos tags son dispositivos autónomos que trabajan con independencia del lector y al contrario de las etiquetas pasivas generan energía de RF y la aplican a su antena. Esta autonomía les permite comunicarse a distancias mayores que en los casos anteriores con menos requerimientos de potencia por parte del lector, llegando incluso a alcanzar algunos kilómetros (GIL TOBON, 2006), (Casanovas, 2005), además no necesitan que este sea quien inicie la comunicación. Su vida útil es limitada (menos de diez años), dependiendo del tipo de batería y de las temperaturas a las que opera y su precio suele ser cinco veces más alto que el de las etiquetas pasivas (Pettinari, January, 2005 – December, 2007 ), (Bhatt, January 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008)..

(22) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 10. Clases de etiquetas. Una de las principales maneras de categorizar las etiquetas RFID es de acuerdo a su capacidad de leer y escribir datos. Esto conlleva a la estandarización de las mismas en cinco clases:  CLASE 0 – SOLO LECTURA – Programado en fabrica. Es el tipo de etiqueta más simple donde el dato, el cual es usualmente un número de identificación ID, (por ejemplo EPC) es escrito sólo una vez durante su fabricación (GIL TOBON, 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008).  CLASE 1 – Escritura una vez y acceso de solo lectura (WORM) – Programado de fabrica o por el usuario. En este caso la etiqueta es fabricada sin datos en memoria. Los datos pueden ser escritos tanto por el usuario como por el fabricante, pero sólo una vez (GIL TOBON, 2006), (Bhatt, January 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008).  CLASE 2 – Lectura - Escritura. Este tipo de etiqueta es más flexible, los usuarios tienen acceso a escribir o leerla más de una vez por lo que poseen más memoria que las clases anteriores (GIL TOBON, 2006), (Bhatt, January 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008).  CLASE 3 – Lectura - Escritura – Con sensores incluidos. Esta clase de etiquetas contienen sensores que permiten la grabación de parámetros como la temperatura, presión y movimiento, los cuales son almacenados mediante la escritura en memoria de la etiqueta. Como los sensores deben actuar sin presencia de lectores, las etiquetas pueden ser activas o semi-pasivas (GIL TOBON, 2006).  CLASE 4 – Lectura - Escritura – Con transmisores integrados. Son como dispositivos de radio miniatura que pueden comunicarse con otros dispositivos o etiquetas sin la presencia de un lector. Esto significa que son completamente activos con su propia fuente de energía (GIL TOBON, 2006)..

(23) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 11. 1.3.2 Lectores. Los lectores están compuestos por una antena, un módulo de radiofrecuencia (transmisor y receptor) y un controlador. La antena permite radiar las señales lectoras y recibir la información contenida en las etiquetas (GIL TOBON, 2006), (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008). A su vez el controlador es el encargado de regular las comunicaciones de los mismos con las etiquetas y la fuente (host) (Casanovas, 2005), (Bhatt, January 2006). En muchos casos poseen interfaces adicionales como, RS 232, RS 485, RJ 45, LAN y WLAN, para permitir enviar los datos recibidos a otros sistemas(bases de datos, PC, PDA) (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008). Estos pueden ser de tres tipos: fijos, de mano y para terminales móviles. De esta manera, se infiere que un lector es un subsistema conformado por cuatro subsistemas diferentes: Reader API (application programming interface): Es una aplicación que programa la interfaz permitiendo registrar y capturar eventos de lectura de tags RFID. También provee capacidades para configurar y monitorear los lectores, o sea gestionarlos (Bhatt, January 2006). Comunicación: Los lectores son dispositivos edge y como otros dispositivos RFID están conectados a la red edge global. Los componentes de comunicación se ocupan de las funciones de la gestión de redes. El subsistema de comunicaciones maneja los detalles de comunicar cual es el protocolo de transporte que el lector puede usar para comunicarse con el middleware. El mismo es el componente que implementa Bluetooth o Ethernet para enviar y recibir los mensajes que constituyen el API (Bhatt, January 2006). Gestión de eventos: Cuando un lector ve una etiqueta es a lo que se le denomina un evento de observación. El análisis de la observación se le denomina evento de filtrado. La gestión de eventos define que tipo de observaciones son consideradas eventos y determina que eventos son lo suficientemente importantes que merita ser puesto en el reporte o ser enviado inmediatamente a una aplicación externa en la red (Bhatt, January 2006). Subsistema de antena: Este consiste en una o más antenas, la interfaz y lógica de soporte que permite al lector interrogar las etiquetas. Aunque el concepto de antena es simple, el.

(24) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 12. trabajo ingenieril está dirigido a mejorar la recepción de las mismas ante bajos niveles de potencia y su adaptación a circunstancias especiales. Generalmente los lectores emplean dos antenas, una para transmitir y otra para recibir, aunque pueden soportar una cantidad mayor, su número está limitado por las bajas señales en la conexión entre el transmisor y/o receptor del lector con las antenas correspondientes (Bhatt, January 2006). Existen elementos que complejizan el diseño y funcionamiento de los lectores como el hecho de que trabajen a más de una frecuencia. También depende su complejidad del transponder con el que vaya a trabajar, ya que el reader debe ser capaz de acondicionar la señal, detectar y corregir errores durante la comunicación. Otro elemento importante es el hecho de que una vez que las etiquetas hayan recibido toda la información por parte del lector, estos deben emplear algoritmos que le permitan una correcta lectura de todas las etiquetas en su radio de acción sin que existan colisiones durante el proceso (Casanovas, 2005). Funcionamiento del sistema.. Figura 1.2: Esquema de un sistema RFID.. Como se muestra en la figura 1.2 el lector envía una serie de ondas de radiofrecuencia a los tags dentro de su radio de cobertura, que son captadas por las microantenas de estos. Dichas ondas activan el microchip de cada una, el cual transmite al lector la información contenida en su memoria la etiqueta asociada (Yifeng Han, 2004), (Bhatt, January 2006). Finalmente, el lector recibe la información que contienen los tags y la envían en un fichero XML hacia la PC a la que está conectado para que este pueda ser procesado según convenga a cada aplicación..

(25) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID. 1.4. 13. Bandas de frecuencia para la tecnología RFID.. Los sistemas RFID se pueden clasificar atendiendo a varios criterios, por ejemplo la frecuencia de operación (LF, HF, UHF o microondas) y la alimentación de las etiquetas (activos o pasivos), (Pettinari, January, 2005 – December, 2007 ), (Bhatt, January 2006), (Lahiri, 2005), (Sánchez, 2008). En el anexo A.1 se realiza una clasificación de estos sistemas siguiendo el primer criterio mencionado brindando las características y prestaciones fundamentales de cada una de las bandas. Es importante destacar que los sistemas RFID tienen como uno de sus criterios diferenciales más importantes la frecuencia a la que operan. Por este motivo, es útil hacer una comparación entre los sistemas RFID según su frecuencia, comparación que estará centrada en los sistemas más usuales como son los que operan a 13,56 MHz, los del rango de 400 MHz a 1000 MHz y los que operan a 2.45GHz (Casanovas, 2005), (Bhatt, January 2006). La inmensa mayoría de productos que se encuentran actualmente en el mercado usando la tecnología RFID y un gran número de los nuevos proyectos operan en estos tres sistemas. 1.4.1 Sistemas a 13.56 MH. Principio de operación y características generales Generalmente los sistemas RFID que operan a 13.56MHz son pasivos. La influencia del agua o personas en su comportamiento es insignificante pues la radiación emitida a 13.56MHz no es absorbida por el agua ni la piel humana. Aunque en menor medida que los sistemas UHF y Microondas estos sistemas se ven afectados por metales dentro del campo de operación, la influencia de sistemas adyacentes y ruidos externos. La distancia respecto al campo generado por el lector es uno de los parámetros que los afecta seriamente pues la potencia de transmisión decrece rápidamente con la misma..

(26) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 14. Etiquetas típicas Hay tres tipos principales de etiquetas a 13.56MHz (Casanovas, 2005): 1) ISO: a) ISO 14443: Son “Tarjetas de identificación (proximity integrated circuit cards)”. Con un rango entre 7-15cm, usadas principalmente en el campo de la expedición de tickets. b) ISO15693: Son “Tarjetas de identificación (contactless integrated circuit cards)”. Con un rango superior a 1m, usadas principalmente en los sistemas de control de acceso. 2) Rígidos industriales para logística. 3) Inteligentes, delgadas y flexibles. Tipos de lector En este sistema a 13.56MHz se pueden encontrar tres tipos de lectores a emplear convencionalmente (Casanovas, 2005): 1) Módulo RF para aplicaciones de “proximidad” (hasta 100mm). Estos se emplean en dispositivos portátiles, impresoras y terminales. 2) Módulo de RF para aplicaciones de “vecindad” (amplio rango, en el caso de 13.56MHz hasta 1.5m). 3) Módulo de RF de “medio rango” para distancias de hasta 400mm. 1.4.2 Sistema RFID en la banda de UHF de 400 a 1000 MHz. Principio de Operación y características generales Los sistemas RFID que operan en el rango de frecuencias de UHF emplean la propagación convencional de una onda electromagnética para la comunicación y alimentación de etiquetas pasivas. Debido a que no se han estandarizado las frecuencias de trabajo dentro de esta banda, los sistemas pertenecientes a la misma no cuentan con lectores y etiquetas típicas, sino que deben ser seleccionados en dependencia de la aplicación y la región (Casanovas, 2005). Fenómenos como la absorción, reflexión, refracción y difracción atentan contra la correcta comunicación entre lector y etiqueta degradando el funcionamiento del sistema. La energía.

(27) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 15. contenida en las ondas de RF, si inciden en líquidos de alta conductividad eléctrica como el agua tiende a ser reflejada y absorbida. En otros como el aceite o el petróleo que tienen una baja conductividad esta energía pasa a través de ellos con niveles relativamente bajos de atenuación. El ruido eléctrico no afecta en gran medida a los sistemas UHF, de mayor consideración es el efecto de otros sistemas RFID, teléfonos móviles y equipos que trabajen en la banda ISM. Debido a la naturaleza de las ondas de UHF se pueden emplear pequeñas antenas direccionales, permitiendo lecturas selectivas. Esta capacidad de direccionabilidad evita zonas de superposición entre varios lectores. 1.4.3 Sistemas RFID a 2.45 GHz. Principios de operación y características generales Los sistemas RFID en el rango de microondas se vienen usando desde hace más de 10 años en aplicaciones de transporte como el seguimiento de vehículos, peajes y el control de acceso. La mayoría de las etiquetas para microondas usan un solo circuito integrado y alimentación pasiva. Las ondas en microondas se atenúan al pasar por materiales que contienen agua, tejidos humanos y se reflejan en objetos metálicos. Debido a la propiedad mencionada anteriormente, los sistemas se pueden diseñar para tener una alta capacidad de lectura en zonas con gran contenido de objetos metálicos. La orientación de la etiqueta es uno de los aspectos fundamentales para alcanzar grandes radios de cobertura, pero esta dependencia de la orientación del tag puede ser solucionada mediante el empleo de antenas más complejas. Etiquetas típicas Hay dos clases de tags para los sistemas a 2.45GHz, aunque las expectativas se orientan a que en el futuro se empleen muchos más tipos de etiquetas (Casanovas, 2005): 1) Industriales rígidas para usos logísticos. 2) Finas y flexibles..

(28) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 16. Tipos de lectores Lectores fijos de un amplio radio de cobertura son clásicos en esta banda, permitiendo el rastreo de productos etiquetados a largas distancias en procesos logísticos e industriales y el seguimiento de perfiles profesionales para aplicaciones de localización en interiores. 1.5. Comparación con otros sistemas de identificación.. Existen diversos sistemas de identificación automática. Dentro de esta familia se encuentran sistemas como el código de barras, tarjetas inteligentes, RFID y en otro ámbito los procedimientos biométricos con sistemas reconocedores de voz, huellas dactilares e identificación por retina. Los procedimientos biométricos poseen elevados costos de implementación, alta complejidad y la necesidad de contacto directo en algunas de sus variantes. El código de barras aunque es el sistema más popular en el mercado actualmente, necesita una línea visual despejada además de ser muy propensos al desgaste por contacto físico los códigos adheridos a los activos. Por estas razones se discute la posibilidad del empleo de los sistemas RFID en diversas aplicaciones como solución a las dificultades que presentan los sistemas mencionados anteriormente, resultado arrojado por las ventajas de esta tecnología respecto a los mismos (tabla 1.1) (Lahiri, 2005), (Antonio Lázaro Guillén, 2009), (Sánchez, 2008). En aplicaciones donde el código de barras y las tecnologías ópticas son limitados, el crecimiento de la tecnología RFID se ha hecho notorio en las últimas décadas. El hecho de que los sistemas RFID funcionan sin visibilidad directa entre el lector y la etiqueta los pone en ventaja respecto al resto de los sistemas existentes y es donde claramente los supera (Defense), unido al hecho de que su coste se ha minimizado progresivamente (Bhatt, January 2006)..

(29) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 17. SISTEMAS DE IDENTIFICACIÓN AUTOMÁTICA. Parámetros a comparar.. Procedimientos. Código de barras.. RFID.. SI (personas).. NO. SI (Bhatt, January 2006). NO (identifican una única. NO. SI (Bhatt, January 2006). -. SI. NO (Bhatt, January 2006). SI. SI. NO (Bhatt, January 2006). Soporte a lecturas múltiples.. NO. NO. SI (Bhatt, January 2006). Distancia de lectura.. Contacto. 0 – 50 cm (Casanovas,. Hasta decenas de metros. (Casanovas,. (Casanovas, 2005). 2005). 2005). Tiempo de lectura de los datos.. >5 – 10s (Casanovas, 2005). ˜4s (Casanovas, 2005). ˜0.5s (Casanovas, 2005). Capacidad de almacenamiento de. Ninguna.. Pequeña.. Grande (Bottani, APRIL 2008), (Bhatt,. biométricos. Identificación de un ítem como único. Reutilizables.. persona). Vulnerabilidad al contacto. Necesidad. de. una. línea. de. visibilidad directa.. información.. directo.. January 2006). Tabla 1.1: Comparación entre diferentes tecnologías de identificación.. 1.6. Regulaciones globales del espectro y estándares para el empleo de la tecnología RFID.. Un importante aspecto de la tecnología RFID son los estándares asociados y las regulaciones. Estas son diseñadas con el fin de asegurar la operación con respecto a otros equipos eléctricos y/o de radio, y garantizar la interoperabilidad entre diferentes fabricantes de lectores y etiquetas. Las regulaciones están principalmente enfocadas a la emisión de energía del lector y la entrega de bandas de frecuencia para operar, mientras estándares como el ISO (International Standard Organization) define la interfaz inalámbrica entre el lector -> escritor y escritor -> lector, e incluye parámetros como (GIL TOBON, 2006):  Protocolo de comunicaciones..

(30) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 18.  Tipos de modulación de la señal.  Frames y codificación de datos.  Tasas de transmisión de datos.  Anticolisión (Detección y organización de varias etiquetas en el campo de un lector al mismo tiempo). La situación para la cadena de suministros o la administración de objetos no son muy diferentes en las interfaces estándares propuestas por ISO y EPC Global; aunque algunas iniciativas buscan unir ambas en un solo estándar, lo cual sería lo adecuado para la adopción de la tecnología a nivel masivo (GIL TOBON, 2006). Regulación regional y asignación de frecuencias: Los componentes de los sistemas RFID caen bajo la denominación de Dispositivos de Radiocomunicaciones de Corto Alcance (DRCA o en inglés SRD: Short Range Devices), clasificación que normalmente no requiere licencia para operar, sin embargo los productos sí son cobijados por las leyes y regulaciones que varían de país a país. En la actualidad la única frecuencia aceptada globalmente es la frecuencia de 13.56 MHz en la banda de HF y la situación para la banda UHF aún no se ha estandarizado. Esta. discontinuidad. se. ha. resuelto. por. la. UIT. (Unión. Internacional. de. Telecomunicaciones), dividiendo el mundo en tres regiones reguladas (como se ve en la figura 1.3 mostrada a continuación) y dejando caer la regulación principal de las mismas en instituciones autorizadas que tienen la responsabilidad de asignar la frecuencia y la salida de poder de los sistemas RFID, dicha distribución es la siguiente:  REGION 1: Europa, Oriente Medio, África y la Unión Soviética incluyendo La Siberia. La regulación principal de esta región recae en Europa, CEPT (European Conference of Postal and Telecomunications) (GIL TOBON, 2006), (Antonio Lázaro Guillén, 2009).  REGION 2: Norte y Suramérica y el Este del Pacífico. La regulación principal de esta región recae en Estados Unidos, la FFC (Federal Communications Commission) (GIL TOBON, 2006), (Antonio Lázaro Guillén, 2009)..

(31) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 19.  REGION 3: Asia, Australia y el Oeste del Pacífico. La regulación principal de esta región recae en Japón, MPHPT (Ministry of Public Management, Home Affairs, Post and Telecomunication) (GIL TOBON, 2006), (Antonio Lázaro Guillén, 2009).. Figura 1.3: Regulaciones regionales y distribución de frecuencias.. 1.7. Regulaciones del país para el espectro.. Cuba es uno de los países que no ha estandarizado su situación en la banda UHF para la tecnología RFID, sino que recoge esta tecnología dentro de La RESOLUCION No. 32 /2008 como dispositivos de radiocomunicaciones de corto alcance. Para la elección de una frecuencia de trabajo se hace indispensable un estudio detallado de la asignación de frecuencias y las regulaciones del entorno en conjunto con el MIC (entidad autorizada en estos temas). Consultándose así documentos como La RESOLUCION No. 31 /2002 y La RESOLUCION No. 32 / 2008 anexos D.1 y D.2 respectivamente, donde se recogen parámetros necesarios como las potencias de salida, frecuencias de operación y la definición de la tecnología por el país. 1.8. Antecedentes del uso de RFID para agilizar la gestión de activos.. La tecnología RFID ha sido empleada desde sus inicios en diversas aplicaciones como el control continuo y automatizado de la identidad, materiales y activos. Aplicaciones que requieren de la generación continua de información en tiempo real han recibido especial atención recientemente, permitiendo detectar contradicciones o errores en los sistemas.

(32) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 20. existentes. La más reciente dirección de este corte que se le ha dado a la tecnología RFID ha sido la gestión de activos e inventarios automáticos (Elicegui). Como se expuso en el epígrafe 1.1 en el caso comercial esta tecnología también puede ser empleada para la gestión en entidades de la red de suministro. ¿Por qué utilizarla? Su implementación permitiría la. distribución y localización automática de productos,. inventariado y recuento de activos empleados durante el día, mejorando el funcionamiento y la calidad del servicio brindado por estas instituciones. Estas aplicaciones en el campo comercial no son una utopía sino que tienen antecedentes concretos en empresas que han empleado la tecnología RFID para la gestión ágil de sus activos. Algunos de los minoristas más grandes del mundo como Albertsons, Metro, Target, Tesco, Wal-Mart, y el Departamento americano de Defensa declararon sus planes de usar la tecnología RFID (estándar EPC Gen-2 ISO18000-6-C, ampliamente utilizado) para rastrear sus productos (Li Yang, 2009). Además, organizaciones como la Administración de Comida y Droga (FDA Food and Drug Administration) está orientando a las compañías farmacéuticas a utilizar RFID (Antonio Lázaro Guillén, 2009). Las afirmaciones anteriores quedan ejemplificadas con la descripción de las siguientes experiencias: Wal-Mart y otros vendedores minoristas. Wal-Mart anunció que requeriría que sus 100 principales proveedores integraran etiquetas de RFID en sus contenedores de productos para el rastreo de cajas y pallets para Enero del 2005 (Mayerson, 2007), (Sánchez, 2008). Con el empleo de la tecnología RFID, Wal-Mart pudo reducir los órdenes manuales innecesarios en un 10% (Gisele Bennett, 2008). Gillette encontró un aumento de 19% en las ventas promocionales debido a la utilidad de RFID en las promociones. De hecho, pilotos extendidos que involucran el etiquetamiento al nivel de artículos han marchado correctamente (Gisele Bennett, 2008). Por ejemplo, Levi Strauss, minorista japonés Mitsukoshi, y minorista de Reino Unido Marks & Spencer están rastreando ropas y calzados; El Tiffany & Co., GN comerciante de joyería en diamante al por mayor, y el relojero / joyero suizo Grisogono están rastreando relojes y joyería; y Yodobashi Camara está rastreando las cámaras digitales. Dentro del sector minorista de productos de Marca,.

(33) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 21. las organizaciones ven el etiquetamiento a nivel de artículo usando RFID como una manera potencial para combatir la falsificación y mejorar la disponibilidad en las tiendas (Gisele Bennett, 2008). Sistema de trazabilidad alimentaria basado en la identificación RFID de envases y pallets de material plástico. El sector de distribución de productos alimenticios requiere de sistemas que aseguren la trazabilidad de los productos y certifiquen su calidad y frescura. De este modo, se realizan diferentes intercambios de mercancías entre diversos agentes de la cadena de distribución, entre los que se encuentran los encargados del. suministro de alimentos,. fabricantes de envases y pallets,. los. los centros de distribución de las grandes. superficies, las propias tiendas o supermercados de venta y finalmente, los encargados de la limpieza y desinfección de los envases y pallets en los cuales se transportan los alimentos (Diego Lz.de Ipiña Glez.de Artaza, noviembre del 2009). Hasta el 2009 eran utilizadas las etiquetas adhesivas de códigos de barras, pero debido a que son eliminadas en procesos de limpieza y desinfección de los envases para el transporte, se requiere de un sistema de identificación permanente. Se comenzaron a integrar etiquetas RFID en las cajas y pallets de material plástico, mediante los cuales es posible identificar de manera unitaria, a distancia y sin necesidad de visión directa, cada uno de los envases (Diego Lz.de Ipiña Glez.de Artaza, noviembre del 2009). Se han obtenido beneficios relacionados con la actualización de los inventarios, reducción de gestiones administrativas, la creación de sistemas de trazabilidad, la reducción de costos y tiempo empleados en la identificación de artículos. Medicina: La experiencia del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla, aplicando tecnología RFID a los Servicios de Consultas Externas y Urgencias. La tecnología RFID en Cantabria está comenzando a ser implantada en el pabellón de Consultas Externas y en el Servicio de Urgencias del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla. La implantación de los sistemas RFID en el edificio de consultas externas ha permitido conseguir valiosa información cuya utilización ha ido orientada a los pacientes, médicos y administrativos. El sistema tiene como circuito funcional en el pabellón de consultas el siguiente:.

(34) CAPÍTULO 1. Aspectos generales sobre la tecnología RFID.. 22. Cada paciente llegará al área de consultas externas en el que ha sido citado, es identificado en el sistema de información y se le entregará una tarjeta RFID. A partir de este momento, estará localizado el paciente mediante las antenas distribuidas a lo largo del área de consultas externas. Por lo tanto, será de total conocimiento si el paciente se encuentra en el edificio y en qué sala está presente. Cuando al paciente le corresponda acceder a la consulta, se le proporcionará la información pertinente mediante la pantalla más cercana a su ubicación, así como en la sala en la que esté situada la consulta. Una vez que el paciente accede a la consulta, se retirará la tarjeta si es cita única, o se mantendrá si es multicita. En este último supuesto, la tarjeta se retirará en el momento de la última consulta (Elicegui). El estudio de las experiencias mencionadas ha abierto las puertas al desarrollo de una aplicación para agilizar la gestión de activos en la red de suministros. La implementación de la misma permitirá los procesos de inventarios y contabilidad de artículos de un modo rápido y con baja probabilidad de error. En este sistema RFID la información contenida en la base de datos una vez introducida manualmente se actualizará automáticamente posterior a acciones que generen cambios en algunos de sus campos..

(35) CAPÍTULO 2. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación.. 23. CAPÍTULO 2. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación.. 2.1. En qué consiste la aplicación.. La aplicación en analogía a algunos modelos de referencia puede ser dividida estratégicamente en bloques o niveles. Partiendo desde la base de un hardware o nivel físico del sistema como soporte material del mismo, pasando por una capa intermedia definida por la propia tecnología y un parser capaz de procesar los datos exportados por la misma. Llegando finalmente al nivel de aplicación, compuesto por una base de datos y una interfaz de usuario con la cual operarán los clientes de la aplicación.. Figura 2.1: Diagrama en bloques de la aplicación..

(36) CAPÍTULO 2. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación.. 24. La figura 2.1 muestra gráficamente cada nivel de la aplicación, evidenciando una relación de dependencia según van incrementándose los niveles, partiendo del nivel físico hasta llegar a la interfaz de usuario, dependiendo los niveles más elevados del correcto funcionamiento de los niveles inferiores. Cada uno de los bloques y niveles de la aplicación serán analizados en epígrafes posteriores. 2.1.1. Bloque de hardware o nivel físico.. Como se había mencionado anteriormente el bloque de hardware o nivel físico de la aplicación brinda soporte material a la misma. Este nivel está compuesto por los componentes RFID que conforman la red distribuida del sistema: etiquetas, lectores, conectores, PCs, antenas y cableado. ¿Por qué emplear tecnología RFID? La tecnología de identificación por radiofrecuencia a pesar de ser de reciente descubriendo y aplicación, es un candidato fuerte para la gestión ágil de activos en procesos logísticos, (solucionando problemas existentes con el código de barras), como se demostró en el epígrafe 1.5 en el proceso comparativo con otras tecnologías de autoidentificación. Además la carga electromagnética de una antena lectora de RFID es menor que la quinta parte de la que produce un teléfono móvil, lo que significa que cinco antenas activas situadas cerca de una persona generan menos carga que un teléfono móvil, por lo que las emisiones electromagnéticas no son perjudiciales para la salud (Casanovas, 2005). De modo general una vez conocidas las características del entorno de trabajo donde se implementará la aplicación, se requiere de un proceso de selección de la tecnología y la realización del diseño de la red tecnológica, que abarca desde la ubicación de las etiquetas, lectores, computadoras (correspondiéndose con las necesidades según la conexión de los lectores) y un servidor desde el cual se puedan manejar los datos para gestionar la base de datos. Para llevar a cabo este proceso es necesario comenzar por el primer paso la elección de las componentes físicas necesarias. Elección de la tecnología. Durante el proceso de elección de la tecnología se debe ser selectivo y cuidadoso en aspectos como la relación costo beneficio, es decir que los costos de implementación de la aplicación se vean justificados por los beneficios reportados durante su ejecución..

(37) CAPÍTULO 2. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación.. 25. En este proceso se deben tener en cuenta tres factores fundamentales que van desechando posibilidades, la frecuencia de operación determinada por los estándares y regulaciones del país, requisitos del sistema o aplicación predeterminando un costo para la misma y la elección entre los modelos de lectores y etiquetas resultantes de los pasos anteriores que más se adecuen a las características de la aplicación. Obteniéndose la tecnología a emplear con todas las características, necesarias para la simulación de los posibles resultado arrojados por el sistema. Una vez obtenida la tecnología se realiza el análisis de la relación costo beneficio a partir de los resultados obtenidos para valorar si la aplicación es viable. . Frecuencia de operación.. La elección de la frecuencia de operación es uno de los aspectos más delicados, este requiere de un estudio minucioso de las regulaciones para la utilización del espectro, ya que los lectores y etiquetas RFID son dispositivos DRCA como se explicó anteriormente en el epígrafe 1.10. Para trabajar en este punto se hace necesario recurrir a entidades a autorizadas en el tema que puedan dar una licencia para la transmisión, como lo es el caso de La Agencia de Supervisión y Control del MIC. El hecho de que los sistemas RFID generen y radien ondas electromagnéticas implica que los mismos sean clasificados como sistemas de radio. Así, las ondas emitidas por un sistema de identificación por radiofrecuencia no debe interferir el funcionamiento de otros sistemas afines. Existen dos bandas de frecuencias definida por la propia tecnología que permiten agilizar los procesos logísticos, sus características concuerdan con procesos como estos, donde hay una gran cantidad de activos involucrados dinámicamente. Estas son las bandas de HF y UHF cuyas características se pueden apreciar en el anexo A.1. La banda de altas frecuencias (HF) cumple los requerimientos para las etiquetas pasivas necesarias en la aplicación. Además se pueden alcanzar en dependencia de la potencia de transmisión aproximadamente desde 1 hasta 1.5 metros de radio de cobertura (Initiative), 2008). Es una banda buena en cuanto a razón de lectura y respuesta de las etiquetas, pudiendo ser leídas simultáneamente un cómputo de doscientas etiquetas, a una razón entre 30 y 300tags/seg (Initiative), 2008). La banda UHF posee características similares a las de la banda HF sólo que esta supera a la anterior en aspectos como la razón de lectura,.

(38) CAPÍTULO 2. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación.. 26. respuesta de las etiquetas y radio de acción que está entre 4 y 5m (Initiative), 2008), (GIL TOBON, 2006) en dependencia de la potencia utilizada. Es cierto que la banda UHF es más afectada por elementos físicos y materiales que atentan contra el adecuado desempeño de los sistemas RFID en estas bandas, como el metal, el tejido humano y el agua. Además es atacada también por fenómenos físicos como la difracción, reflexión y refracción. Pero las afectaciones producidas por los mismos no constituyen un impedimento para aplicaciones como esta, ya que pueden ser atenuadas si la distribución de la red se realiza de modo inteligente. La aplicación puede ser implementada en estas bandas indistintamente pues ambas tienen una buena relación de compromiso en cuanto a las potencialidades de sus sistemas y las afectaciones por agentes externos. En el caso de HF se hace de especial relevancia la frecuencia de 13.56 [MHz] que se incluye dentro de la banda ISM y no requiere licencia para transmitir. Para la banda UHF se requiere de un estudio del entorno de trabajo donde se va a implementar la aplicación, en conjunto con La Agencia de Supervisión y Control del MIC pertinente, especialmente en el rango de frecuencias entre 433.050 – 434.790 MHz definida en el anexo D.2. . Requisitos del sistema o aplicación (costo).. Los sistemas de identificación de activos no poseen requerimientos especiales ni elevados costos. Este aspecto apunta una vez más al empleo de la tecnología RFID, pues uno de los requisitos fundamentales es que el costo de la tecnología no sea comparable ni exceda los precios de los productos a gestionar. Al analizar los requisitos del sistema es importante tomar en cuenta además, características como el tiempo de vida y la seguridad. Este sistema requiere etiquetas en grandes volúmenes, por lo que un tiempo de vida ilimitado de las mismas es muy factible, pues implicaría inversiones en etiquetas a largo plazo (AMIPEM Consultores, 2009), su selección se lleva a cabo siguiendo los pasos del anexo B.1. Para una mayor seguridad se requiere que las etiquetas no respondan a señales diferentes a la del lector correspondiente, lo cual se ve favorecido en etiquetas que no transmiten sin la presencia del lector ni se comunican entre sí (AMIPEM Consultores, 2009), pues las mismas no poseen elementos de amplificación que permitan la amplificación y el reconocimiento de señales extrañas. Es.

(39) CAPÍTULO 2. Aspectos generales sobre el diseño de la aplicación.. 27. fácil inferir atendiendo a las características anteriores que las etiquetas pasivas son idóneas para la aplicación. El sistema sólo requiere que las etiquetas almacenen en memoria el número de identificación o código EPC, por lo que el uso de etiquetas de sólo lectura o clase 0 es adecuado. Etiquetas impresas pueden ser empleadas, pues los entornos de operación del sistema serán interiores y estarán protegidos. Los lectores a emplear deben cumplir un único requisito, el de ser compatible con las etiquetas seleccionadas y que sean capaces de suministrarles suficiente energía para su funcionamiento. Los requerimientos de la aplicación conforman el sistema más económico dentro de la tecnología RFID, dando un costo que oscila entre los $0.39 y $0.76 centavos de dólar para las etiquetas y entre los $70 y $150 dólares para los lectores (LTDA, 2010). Aunque AutoID Center predice a partir de la reducción de los costos de manufactura de los circuitos integrados, que para un futuro cercano el costo de las etiquetas pasivas debe ser tan bajo como los 5 centavos de dólar desde los 30 a 35 centavos que cuestan en la actualidad. Las predicciones destacan el hecho de que estas etiquetas serán vendidas en grandes volúmenes sobre los 30 billones reduciendo su costo hasta 1centavo de dólar (Li Yang, 2009). . Elección del candidato con mayores potencialidades.. Los componentes de la tecnología RFID (etiquetas y lectores) obtenidos como resultado de la eliminación según las frecuencias de operación, (es decir dentro de las bandas HF y UHF) y los requerimientos del sistema, (etiquetas pasivas, clase 0, impresas y de poca memoria con lectores compatibles) se muestran en la tabla 2.1 y 2.2 respectivamente. A partir de las tablas 2.1 y 2.2 se realiza una comparación entre los modelos resultantes, de características como prestaciones, precios, puertos de comunicación y distancia de lectura. Seleccionándose de este modo un juego de etiquetas y lectores compatibles que ofrezca las mayores potencialidades al sistema. Consiguiendo que esta se ajuste a las necesidades de la aplicación y sea lo suficientemente económica para hacer viable la aplicación..